La trajectoire d'un point de l'objet en mouvement est l'ensemble des positions pendant le mouvement.

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4 I. Mouvement d'un objet Activité: Marie & Théo quittent Paris pour se rendre sur leur lieu de vacances. Sur le quai, Jules les regardes partir. Théo dit: «Marie est immobile à côté de moi!»; Marie dit: «Jules s'éloigne» tandis que Jules dit: «Marie & Théo s'éloignent» 1. Pourquoi Jules et Théo ne semblent t-il pas d'accord sur le mouvement de Marie? 2. Comment faudrait-il compléter la phrase de chacun pour qu'il n'y ais pas d'ambiguïté? L'état de repos ou de mouvement d'un objet est décris par rapport à un autre objet. Il sert comme référence (Référentiel) Remarque: Souvent on étudie le mouvement des objets par rapport au sol (référentiel terrestre) Pour simplifier le mouvement d'un objet, on prend un seul point de l'objet. II. Trajectoire d'un point La trajectoire d'un point de l'objet en mouvement est l'ensemble des positions pendant le mouvement. Il y a 3 types de mouvement: Mouvement de translation Mouvement de rotation Mouvement de vibration III.Vitesse d'un objet en mouvement La vitesse moyenne d'un mobile est égal à la distance (d) parcouru diviser par la durée (t) V= d : t [(m):(s)]

5 I. Qu'est ce qu'un système solaire La trajectoire d'une planète est l'ensemble des positions occupées par cette planète au cours du temps. Le système solaire est constitué en son centre d'une étoile, le Soleil, et de huit planètes qui se déplacent autour de lui selon des trajectoires pratiquement circulaire. Autour de certaines planètes tournent des astres plus petit: les satellites naturels Activité: Nommer l'étoile au centre du système solaire. Combien de planète tourne autour de cette étoile? Quelle est la forme de la trajectoire des planètes autour de cette étoile? Comment s'appelle les astres qui tourne autour de certaines planètes? Conclusion: Le système solaire comporte huit planètes qui tourne autour du soleil, leur trajectoire est pratiquement circulaire. Des satellites naturels tourne autour de certaines planètes comme la lune autour de la terre.

6 II. Qu'est ce que la gravitation Un objet exerce une action attractive, à distance, sur un autre objet du fait de leurs masses. Réciproquement l'autre objet exerce sur le premier une action attractive opposée. Les deux objets sont en interaction attractive. Cette interaction est la gravitation (ou interaction gravitationnelle). L'action gravitationnelle attractive qu'exerce un objet sur un autre est dirigée vers l'objet attracteur. La gravitation gouverne tous les mouvements dans l'univers. Par exemple, il y a interaction gravitationnelle entre le Soleil, toutes les planètes du système solaire et tous les satellites de ces planètes. Il y a aussi interaction gravitationnelle entre toutes les étoiles de l'univers. Le mouvement d'une planète autour du soleil autour du Soleil présente des analogies mais aussi des différences avec le mouvement de la balle d'une fronde (une balle attachée à une ficelle) que l'on fais tourner rapidement [voir doc] Analogies: Le mouvement de la balle est circulaire. Ce mouvement circulaire est possible parce que la ficelle exerce sur la balle une action dirigée vers le centre (G). De même le soleil exerce sur chaque planète une attraction gravitationnelle dirigée vers le soleil. Cette action permet le mouvement presque circulaire de la planète. Différences: Il y a un contact entre la ficelle et la balle: l'action de la ficelle est une action de contact. En revanche le soleil attire une planète sans qu'il y ait contact: c'est une action à distance d'autant plus importante que la distance entre le Soleil et la planète est petite. Activité: A quoi est dû le mouvement circulaire de la balle? Indiquer les analogies entre le mouvement de la balle et celui d'une planète. Indiquer les différences entre le mouvement de la balle et celui d'une planète.

7 Conclusion: La gravitation est une interaction attractive entre deux objets qui ont une masse. Elle dépend de leur distance. La gravitation gouverne les mouvements dans l'univers. Le mouvement circulaire de la balle est dû à une action de contact dirigé vers la main. Le mouvement presque circulaire d'une planète est dû à une action à distance attractive. III.Quelle analogie y a-t-il entre la gravitation et l'action d'un aimant? 1. Action d'un aimant sur une bille d'acier Un pendule est constitué d'une bille d'acier suspendue à une potence. En l'absence d'aimant, le pendule est vertical. Approchons un aimant de la bille, en veillant à ce qu'ils ne puissent pas se toucher. Observons. 2. Influence de la distance aimant-bille Rapprochons l'aimant de la bille, toujours en veillant à ce qu'ils ne puissent pas se toucher. Observons la nouvelle inclinaison du pendule. 3. Action d'une bille d'acier sur un aimant Inversons les positions de l'aimant et de la bille: cette fois-ci, c'est l'aimant qui est suspendu à la potence. En l'absence de la bille, les fils de suspension sont verticaux. Approchons la bille de l'aimant. Activité: Quel est l'action de l'aimant sur la bille? Comment est modifier cette action si l'on rapproche l'aimant sur la bille? Quel est l'action de la bille sur l'aimant? Conclusion: L'action attractive dépend de la distance qui séparent les objets. Plus la distance est grande, plus la force est petite. La gravitation est toujours attractive.

8 I. Poids d'un corps Suspends un fil de plomb. Repère la direction du fil en marquant au-dessous un repère sur de la pâte à modeler. Remonte le fil et coupe-le en le brûlant. Repère la position du point d'impact du solide sur la pâte à modeler. Suspends le solide à un dynamomètre. Note l'indication donnée par cet appareil. Activité: La chute du solide est due à son poids. Précise la direction et le sens du poids de ce solide. Le dynamomètre mesure la valeur du poids en newton (N). Quelle est la valeur du poids du solide? Le poids du corps est une action mécanique à distance. Quelle est l'origine du poids d'un corps? Conclusion: Le poids d'un objet est l'action à distance de la Terre sur l'objet. Le poids se mesure avec un dynamomètre. L'unité du poids est Newton (N) La direction du poids est vertical. Le sens du poids est vers le bas. II. Masse d'un corps Définition: La masse d'un corps est la quantité de la matière: c'est le nombre d'atome qui constitue le corps. La masse se mesure avec une balance. L'unité de la masse est le kilogramme! La masse ne varient pas avec le lieux.

9 Expérience: Suspends différentes masses marquées, à un dynamomètre. Mesure la valeur de leur poids. Complète le tableau des mesures ci-dessous. Masse m (en kg) Poids P (en N) P:M (en N/kg) 10g 20g 50g 100g Schéma: Conclusion: D'après l'expérience, on peut observer des résultats. On observe que P1:m1=P1:m2=P3:m3=10 donc le rapport P:m=valeur constante=g g est l'intensité de la pesanteur et s'exprime en N/Kg donc P:m=g

10 Activité: Un véhicule en mouvement possède une énergie cinétique notée Ec. Cette énergie est proportionelle à la masse m du véhicule et au carré de sa vitesse v. Ainsi, si la vitesse du véhicule est multipliée par 2, alors son énergie cinétique est multiplié par 4. Ec=1:2mv² Les crash-tests permettent d'améliorer les systèmes de protection équipant les véhicules, comme les ceintures de sécurité, les airbags, les pare-chocs, ect. Lors de ces tests, un véhicule est lancé à une vitesse de 56km/h environ contre un mur. Au moment de l'impact, le véhicule s'arrête brutalement: sa vitesse, et donc son énergie cinétique, s'annulent quasi instantanément. Le véhicule subit alors d'importantes déformations mesurées avec précision. C'est grâce aux résultats du crash-test que les ingénieurs parviennent à trouver un compromis entre un habitacle trop rigide qui engendre des chocs très violent voire mortels pour les passagers et une structure trop déformable qui risque d'écraser les passagers. Conclusion: L'énergie cinétique (Ec) d'un objet en translation et proportionelle à la masse (m) de l'objet de O² de sa vitesse. Ec=1:2mv² Ec= Joules m= Kg v= m/s

11 La distance d'arrêt DA est la distance parcourue par un véhicule entre le moment où le conducteur perçoit un obstacle et l'arrêt complet du véhicule. Elle est la somme de deux termes: DA=DR+DF DR est la distance de réaction. C'est la distance parcourue par le véhicule entre le moment où le conducteur voit l'obstacle et celui où il commence à freiner. Elle est proportionelle au temps de réflexe du conducteur. Celui-ci vaut environ 1s, mais oeut atteindre 2s en cas d'alcoolémie. DR dépend aussi de la vitesse du véhicule. DF est la distance de freinage. Elle dépend: - de la vitesse du véhicule - de l'état du véhicule (surtout des freins et des pneus) - de l'état de la chaussée.

12 I. Quelle est la différence entre la Tension alternative et la Tension continue? Activité: Expérience Schéma Conclusion Avec une tension continue Expérience: a) Réaliser un circuit électrique comportent un générateur de tension alternative continue et deux diodes avec leur résistance de protection. Les deux diodes sont branchés en sens inverse. b) Observer Schéma:

13 Avec une tension alternative (générateur TBF) Schéma Simultanément avec Conclusion Le générateur TBF se comporte comme une pile, une fois branchée dans un sens, une fois dans l'autre. C'est pour cela que les deux diodes s'allume alternativement. II. Étude de la tension alternative aux bornes d'un générateur (T.B.F) Activité: Expérience Schéma Tableau Conclusion Expérience: a) Brancher un voltmètre aux bornes d'un générateur (T.B.F = Tension Basse Fréquence) b) Noter les valeurs de la tension toute les 10 secondes et observer. c) Tracer le graphique de la tension en fonction du temps Schéma:

14 Tableau: Temps Tension 0 2,5 4,3 4,2 2,4 0-2,5-4,4-4,3-2,6 0 Conclusion: La tension aux bornes du générateur TBF est: Variable en fonction du temps alternativement positive ou négative ce qui correspond à un changement du signe des bornes du générateur. III. Propriétés d'une tension alternative 1. La tension est périodique la période est en secondes. La période est la durée d'un motif. La période est noté (T). L'unité de 2. La fréquence La fréquence est noté (f), elle correspond au nombres de motif par secondes donc c'est le nombre de période par secondes. La fréquence est lié à la période par la formule suivante: L'unité de la fréquence est en Hertz (Hz). 3. La valeur maximal de la tension f = 1:T La valeur maximal de la tension est noté (Um) est la valeur de la tension au sommet de la courbe.

15 I. Quel est la puissance électrique des appareils domestiques? Sur la lampe 1, il y a deux indications (6v et 2,4w) Sur la lampe 2, il y a deux indications (6v et 0,6w) Prenons deux lampes! La première indication (6v) indique la tension normal d'utilisation (tension nominale). La deuxième indication (2,4w/0,6w) indique la puissance électrique reçu par la lampe en fonctionnement normal (puissance nominale). La lampe 1 (6v et 2,4w) reçois une puissance électrique plus grande et éclaire plus que la lampe 2 [Plus la puissance est grande, plus la lampe éclaire bien]. Pour un aspirateur (230v et 2000w) reçois une puissance électrique plus importante qu'un aspirateur (230v et 1500w) donc le premier aspirateur, aspire mieux. Exemple: Ordre des grandeurs des puissances électriques appareils domestiques. Appareil Lampe de bureau Téléviseur Fer à Repasser Lave-Linge Four Puissances 60w 100w 1200w 2300w 3500w II. La relation entre la puissance électrique, la tension et l'intensité a) Réalisez un circuit électrique comportant un générateur de tension, une lampe (6v et 2,4w) et un ampèremètre en série. Branchez un voltmètre en dérivation avec la lampe. b) Réglez la tension aux bornes de la lampe afin qu'elle corresponde à sa tension normale (6v), notez l'intensité I et la tension U indiqué par les appareils. c) Faire la même expérience en remplaçant la lampe 1 par la lampe 2 (6v et 0,6w) d) Complétez le tableau suivant après l'avoir recopié. Tension Puissance normale Intensité Produit UxI Lampe 1 Lampe 2

16 Schéma:

17 Expérience: a) Lis les indications de puissance et de tension sur la fiche signalétique d'un appareil de chauffage (fer à repasser, résistance chauffante...) b) Note sa puissance nominale P. c) L'appareil est branché aux bornes d'un compteur électrique. Note l'énergie consommée en fonction de la durée t de fonctionnement. Durée t (h) 1 min 2 min 3 min 4 min Energie E consommée (Wh) Produit P.t Remplis le tableau. Schéma: Conclusion: L'énergie électrique se calcule par la formule suivante: E = P x T

18 Une lampe de puissance nominale P, protégée par un fusible, est alimentée sous sa tension nominale U. Si l'intensité I du courant qui la traverse (I=P/U) dépasse la valeur indiquée sur le fusible, alors le fusible fond et le circuit est ouvert. Dans les installations électriques domestiques (U= 230 V), les circuits sont conçus pour fonctionner correctement et en toute sécurité jusqu'à une valeur maximale admissible de l'intensité du courant. Si on branche un appareil de puissance O trop importante, l'intensité (I = [environ] P/230) dépasse cette valeur maximale. Il y a surintensité: les éléments du circuit s'échauffent de façon excessive, ce qui peut provoquer un incendie. Pour éviter ce risque, on place dans le circuit des coupe-circuit (fusible ou petit disjoncteur) de calibres adaptés, qui coupent le courant en cas de surintensité.